浅谈影响隧道二次衬砌外观质量的四个因素

浅谈影响隧道二次衬砌外观质量的四个因素摘要：隧道二次衬砌常存在外观缺陷，本文对其中的四个重要方面蜂窝麻面、气泡泛砂、表面裂缝、拱部局部空洞进行了较详细的探讨。1概述现阶段，隧道二次衬砌多为模板台车、泵送模筑混凝土施工，其施做应在围岩和锚杆支护变形基本稳定后方可进行。我标段为全线的五个隧道标之一，辖区共两条隧道，分别为井沟岭隧道、台坡隧道，皆为独立双洞。井沟岭隧道为直线隧道，左线长2280米；右线长2265米，围岩级别多为四级，二衬厚度为50cm，内部采用钢筋联合受力，两洞二衬砼方量（包括车洞、人行横洞及明洞）共约为60000m3，台坡隧道为曲线隧道，左线全长为270米，右线全长为265米，围岩复杂多变，从三级到五级加不等，二衬厚度随围岩级别在45cm与65cm之间变化，二衬砼方量共8500m3。两隧道二衬砼采用C25防水混凝土，抗渗等级为S8，四级以上围岩内部为砼与钢筋联合受力，防水剂采用新型防水剂。2外观缺陷分析我标段隧道二衬施工自08年5月份开始，延续至今。二衬施工的前期，我们对其外观质量做过调查及分析，调查的具体时间为每板二衬浇筑的全过程及每板脱模后但未整修之前（裂缝的调查在每板二衬浇筑的两周后进行），将数据汇总及整理后结果如表一、表二：表一台坡隧道右线二衬混凝土外观质量调查汇总（抽样总频率为62）堡序号斤存在颠的馋问题失频数垃总数枕百分数扁%茶备注巧1严蜂窝麻面鸟13直30撞17.74垮单处麻面面积降超过出2.5m2撑算一频数；袭存在单板不止券一处有麻面卸的情况，义且涉多分布在起拱汽线以下的边墙膛，但蜂窝共出泳现一次。慢2稿气泡、泛砂棒多秘30摇-框几乎每板二衬阅都存在柱，出现的频率勾最高，面积最靠大，帮尤其是拱部分柔布最广。蛇3邻衬砌对表面递裂缝完4嫂30折12.9专不规则裂缝，胁且不易觉察。烦4酷混凝土表面污堡染沿0绝30受3.23瘦5昨局部空洞母1错30蒸1.61拖局部空洞醋一般意较难出现，且侧在二衬浇筑时朗能够及时发现剧，本次出现是坛在第一板二衬愧浇筑时产生垒的桃，肢由于及时发现烛，最终及时将倒空洞填补。缩眼6厌施工版接败缝错台注5冬30楼错台尺度较大当，宋常宗超过午5mm意。说明：1.台坡隧道左、右线二衬全长535m,每延米二衬面积约为：26.6m2，二衬台车一板浇筑8.9米，共30板，调查总体即为该洞整个二衬板数。表二井沟岭隧道左线二衬混凝土外观质量调查汇总（抽样总频率为80）巡序号盾存在多的良问题哪频数精总数棍百分数莲%膝备注队1皂蜂窝麻面浇32崇80荡20倘存在单板不止睁一处有麻面监的情况，多分碍布在起拱线以谎下的边墙涛，蜂窝出领现神3座次刃2骄气泡、泛砂码多唱80棒-梅几乎每板二衬挠都存在甩，出现的频率李最高，面积最晋大，尤其是拱颜部分布最广。逢3任衬砌贷表面酷裂缝腹有黎80例-饥由于筹隧道内照明粒得限制津，较难统计。裕4踩混凝土表面污肃染厘5轮80纺6.25缩只伟统计通污染面积超过追0.25返m疗2浓的塔点毕5劫局部空洞跑2傍80贪2.5仪施工过程中出兆现的，之后都蛮及时补上。舒子6珠施工勿接偷缝错台绩2量80香2.5庸错台只是艘每板接缝中办局部出现说明：井沟岭隧道左线全长2285米，二衬台车一板进尺11.85米，每延米二衬面积约为28m2，抽样检查频数为80，每板算一个频数，其中包括两个车行横洞，每个车行横洞可近似为一个频数。寺结合桃上述表格，二滥衬外观缺陷具纪有下列规律：拥影响二衬外观爪的主要为蜂窝毒麻面、气泡泛抽砂，其次为衬胁砌裂缝乎。三者锦可看成是砼自舰身因素导致的构，雀我们眯可鞠将这三个原因释归为一类释。搞衬砌裂缝主要为为干缩及塑性动收缩裂缝（表宁中未指明）。吃边墙部位常是充蜂窝、麻面等饿病害的多发部吩位，实际施工础中我们雅在唉不断寻找解决如之策。偏局部空洞出现以的次数虽然不闲多，但其不仅脸影响二衬外观管，而且影响二兆衬的躁整体魄质量，故需足韵够重视。还砼表面污染主楼要是机油及脱还模剂使用不当热导致的，其产放生的原因及避易免措施较简单差，故我们无须纪做详细的讨论木。叔施工缝错台在熊曲线隧道较多橡，但在直线隧差道中，亡并非巴主要们影响病因素。阀3些捉外观缺陷杠产生茂的澡原因雪及预防措施签3救.1拾.姨砼蜂窝、麻面醋根据混凝土相束关研究，雄蜂窝收产生的机理是吸：粗骨料未与疏水泥浆梅未洁充分混合致使允水泥浆无法紧拿密包裹粗骨辽料告，如砼离析、摸水泥浆流失等蚕导致粗骨料与鼠水泥浆分离的聋现象一般都会慨产生蜂窝灾。蜂窝产生的耕耍症状为：织砼局部酥松，国砂浆少石子多给，石子之间出待现空隙，形成落蜂窝状的孔洞瞒。滥蜂窝主要由下填列几个因素导泼致内：拾1泼，灭砼振捣不规范漆，漏振及单点爪振捣不充分；惹如台坡隧道右演线出口，左边具墙由于振捣不罩到位，拆模后踢留下较大面积黑的蜂窝麻面，于以及拱部由于摆人工振捣难易荣触及，往往也看会出现麻面，猫这在井沟岭隧忌道车行横洞二不衬施工时，情热况尤为突出芽。今2炉，锣水分含量过高付，实际施工中仙由于管理不到壤位等因素，工及人现场往泵车象内加生水，使孩水分含量偏高太，导致砼离析喂。促3洪砼浇筑蔑高度偏高旦或浇筑角度过哨大，导致粗骨鞠料下沉丢，这一殊情况在车行横厘洞施工时表现算突出。草现象：砼表面床局部缺浆粗糙沫，或有许多小拌凹坑，但无钢移筋和石子外露框。销麻面产生的原方因乓有：锦1赞、模板表面粗傍糙或清理不干尿净，粘有干硬艇水泥砂浆等杂兄物，拆模时砼虾表面被粘损腹。连2奖、钢模板脱模根剂涂刷不均匀备，拆模时砼表述面粘结模板捕。保3痰、模板接缝拼螺装不严密，灌橡注砼时缝隙漏到浆芝。悉4傲、砼振捣不密勺实，砼中的气稿泡未排出，一临部分气泡停留之在模板表面丢。场3陈.俊1.持2份稠砼表面羡气泡直、泛砂令。疑气泡及泛砂是晋隧道二次衬砌盘最常见得病害保，我们通过对凯二衬表面仔细薄观察，障总结出精砼表面的泡状拴物分两种形态茄：一种较规则吵，泡内表面有骡浆痕；另一种酷不规则，呈干拍净内表面。桂泛砂也有两种徐，一种难是由于过捣离百析而形泪成新“刊砂版斑狸”申，另一种华是根由于泌水而形训成临“改砂星纹塔”之。躬气泡产生的原巴因为：爆混凝土拌合和绢捣固的不到位钟，混凝土浇筑绍的值厚度及高度访过大颤，使得混凝土纯中产生大量气传体，气体排不战出去，吸附在屑模板表面，览从而舟形成气泡鼓。精镇泛砂产生的原败因毙为横：混凝土属不暑均质材料，浇安筑施工中内部稳应力元不一致每，总会在某个违路线上有弱面豪，则水路就会澡由此血打通，多余的溪水聚集并从此助路流鸭出喉，被挤压的水需向上走，将浆怖液带走，这样只会在混凝土表名面留亮下桂“长砂猜纹昌”掘。针过捣译离析则形躲成完“乎砂盏斑犹”刮。扁故砼中平“盏自由端水中”尖过多众，泛砂现象将寻更严重，世台坡隧道连续哑有两板二衬浇奋筑时由于水分昼偏高（排目的是绝为获得较大的胡坍落度），导昌致拱部二衬气篇泡、泛砂现象统明显增加廊。腰3.粪1.精3朵压表面裂缝耕砼裂缝主要有制下列几种：塑屯性收缩裂缝、驻干缩裂缝、趁沉降裂缝及温捧度裂缝。贞二衬砼裂缝主娘要是干缩和塑令性收缩导致的概，而沉降裂缝隐由于哪在厦围岩分级的部主位设置了沉降旷缝（沉降缝设棍置工艺详见）愧故可较好地避夏免劲。以晋下主要分析淡塑性收缩裂缝残及干缩裂缝涌产生的原因：墓塑性收缩裂缝底兆：秒浇筑后砼表面骤蒸发过快和被乱基础模板吸收骨过快，造成初蓬始凝固砼急剧粗脱水而产生的锣收缩裂缝属塑关性收缩，当这链种塑性收缩受萝基础、模板或家钢盘的约束，段因砼强度趋于悄零而产生裂缝准。从砼中蒸发松和吸收水分的捡速度越快，裂台缝越容易产生遵。降低单位用厨水量，减少坍阻落度是防止塑盼性收缩的根本盘途径；增加环膏境温度降低气拴温减少蒸发量丹和良好的养生忠也是非常重要扇的护。达阿干缩裂缝克：嫩水分蒸发是造兴成干缩和塑性泰裂缝的重要原俘因，但塑性是稳在硬化前短期枣内产生的，而震干缩是在硬化婶后较长时间产预生的。砼干缩供是因为水泥石滴干燥造成的。议这种干燥、蒸斤发是由表面及链里逐渐发展的务。这种裂缝发磨生在距表层很煤浅的位置，常融被人们所忽视次。在潮湿多雨责地带爬，这种裂缝必奉将损害隧道衬卧砌结构的硬的渗透杜性旁和耐久性，固从而危及隧道特使用安全和长慎期的正常运营宋。膊缠拱部局部空洞办二衬由于是泵甚送砼浇筑，如汗果乔砼浇筑不连续胞，间歇时间过躺长，堤而虚周围温度又偏输高，降导致砼坍落度质减小，抽流动性蛇降低限，使砼无法充警满某些部位，凝导致留有空洞颜。这是二衬产扯生空洞的主要预原因。减上述悠前卫三种外观缺陷涌可以通过下当列笔几个措施加以钞避免或减小柿。允1冷砼振捣规范到付位帮，要求让施工怕经验丰富的工轿人充当振捣工唤，先让台车附慎着振捣器振捣藏，抗自动振捣器振议捣时间不能过摆长，否则砼易净离析，一般为权经验为：坍落自度顷在敢12夫-16cm屋时，自动振捣贱器振捣时间不兔能超过一分钟徐。之后，重进行人工振捣阳，欠人工振捣采用档插入式振捣，巩为使砼振捣密钱实，付防止蜂窝麻面撇的产生，胁应合理选择振仓捣器的动力和押频率，振捣器泉的振捣频率与移砼骨料的级配核及最大粒径有章关，当最大粒何径为淡40mm山时，适宜频率投为碎3受5底次凡/驴s喇，最大粒径为织20mm坏时，适宜频率芽为计5证0签次混/繁s欺，最大粒径为碍10mm然时，适宜频率梢为伐10哨0脾次堤/牧s值，根据配合比动设计，二衬用行砼骨料的最大寻粒径为络31.5mm依，我们选用的损频率为税：现4经1芦～欣4盲3咐次开/s混。清另外注意振捣欲棒的作用半径参，鹊如状用与7会0贴振捣棒，作用检半径按有效饮70cm箭计算，沿模板纳侧插入捣固点节数应在劝1赵6革棒左右里。植靠近模板的砼敢振捣时应十分切小心，由于此户处砼颗粒移动恒受阻，更易产传生气泡，故注凉意振捣棒移动史的位置，一般直距离模即板勾5劳～堆10cm风。就通过这些措施存，我们替较好地控制了抗麻面、蜂窝及斤气泡等病害，狂边墙处的外观夕得到有效的控吗制，具体数据使参见表肉四壳。泊2捷应分层分仓浇品筑变页每层浇筑厚度续、次序、方向辅应根据混凝土瑞搅拌能力、运羞输距离、浇筑照速度、洞内气酸温和振捣等因替素确定。槐首先二衬台车齐的新窗口设计钻应合理液，娱窗口设计时埋需考虑到砼竖阵直浇筑对高度基的限制及振捣啦棒的有效振捣烛范围，对于用斤于三车道公路朝隧道的台车，恩合理的工作窗樱口设计应坑为族:满左右两侧各稻设受2趴排，纵向、环蓬向间距分别为辅4m腐、黄2.4m夺，一窗距离模雾板底部约为限3m报,担二窗距离底部初为破5.4m州，每排可设艇置绒3扶～特4矛个窗口，台坡甜隧道为允九米福台车，统一排址窗口必为秘3众个，井沟岭隧炮道两台车才每排池都为四个。算其次每层浇筑合厚度寨不宜牵超过汁50cm格，肃较厚的砼不易胁振捣密实，且盾气体鸽排出柱困难庸，由此气泡、趴麻面等病害将绩大幅度增加，滩其次砼过厚对筒台车整个受力位不找利纱，且容易产生贿挤压，长期如列此，将使台车曲变形辟，而这也将导慌致砼表面不平孟整，鼓包等外骨观缺陷。侨0忠9舅年部8废月才某天察，井沟岭隧道障左线第一板车弱行横洞脱模后投，发现墙身多忆处有麻面、蜂腐窝现象，面葬积斜超过嫌100cm愿2叙的就多花达馒5捐处，且多分布风于墙底及墙角司。我们现场询直问了代班，得君到了问题产生潮的原因：由于耗车行横洞二衬肿模板是自己制背作和架立的，字工人音支模催时，财9叼米耍长的模板，其铲一排只开两个躁窗口，显然其施开窗升个数不够，纵田横间距过兔大迅.摇，导致人工振区捣时，墙底及脑墙角漏振。且辱砼垂落高度过熊大，部分砼离贞析。之后第二仆板二衬踪模板伸架立时，我们胁要求所每排增加一个傲窗口，从而有市效控制了振捣帝质量。叹具体数据参见昆表三耽表润三缸古雷车行横洞砼二秋衬窗口增加前绞后外观子缺陷户对比表酸序号窑存在蜡的偶问题担增加窗口前倾增加窗口后邻差值战备注绑1价麻面抓8卧（包吴括过2驾处蜂窝）惕4廊4梁统计的对象是层蜂窝麻面的面渐积超过匠0.01m2浅，窗口增加后惊不仅膏麻面出现的次丑数减少，面积畅也减小明显，您且无蜂窝现象逝。上淋2厦气泡、泛砂巡多恼少蜜-主3谋按要求搞好拌蜡合和运输斑嘱混凝土拌合不阴当是产生气泡扔、泛砂一个重诚要方面。混凝缘土应按配合比病配料，机械拌廊合。如拌合不物均，时间不够勇，攀“盗生器料治”拦会促使气泡、行泛砂质量通病受的发生，因此逆，禁止生料浇灶筑。一般要求骗，混合料拌合课时间阴为网180著s糠，理想的投料们方式是先将碎恩石、砂、水泥派、外加剂先搅塘拌要90臭s链，然后加水搅酸拌译90宏s默。随混凝土运输时左搅拌运输车应干连续转动，保艺持混凝土良好布的和易性。过殖长距离运输混雄凝土，如连续合旋转，势必造宜成坍落度损失勺，可能使混凝眯土一入模捣固骑，则离析，造饼成泛砂芽麻面等病害桂。为此，对长胁距离运输，宜么加缓凝剂，混斩凝土入泵前应玻测坍落度，比樱较与拌合出仓胜混凝土的损失肉量，及时做以妹调整。一般要框求入泵时混凝爪土要搅跌拌蛇(废转辣动爬)椒l名～事2mi质n裕。泵送混凝土辣应连续运转，级输送管道宜直岭，转弯宜缓，锦泵送速度均匀穴。商二衬砼泵送前糖应该先将泵送而管道润滑，确跟保入泵的砼的霸和易性，我们凯现场采用砂浆晨（砂浆配厘比梯1就：轧1云）做润滑剂，惜方量为一方。愁4民控制好施工配晒合比万纪碎石集料应级胁配良好。砂子踢级配要良好，韵尽量避免在枯送水季节采撷粗吃砂，或在雨季陡采撷细砂，而鼠造成级配单一睁。水泥要选用扫性能稳定，质扮量优良的勒品牌，不得随床意更换。施工抄中严格控制好失混凝土坍落度例。隧道按照断灯面湾不同倘部位，惊应织将硬坍落度终控制窑在哨1赚2申～鲜17c谈m嗓之间。牵我们顿在洁实际施工中，坏将询二衬茧砼针坍落度分为三快个等级：矮边盐墙至紧起拱线签位置控制纱在厦1遇2柄～末13c俱m缝左右，大起拱线营到拱部控制拿在到1啦3机～折16c般m窜，拱顶控制远在并1印6液～奏17c尽m矩之间。颗事实证明，这陪一措施的执行密，对二衬外观煤质量控制起到老了很好的作用仔。另外击施工中稀若羊遇到雨天，要抱及时调整施工罩配合比。如砂烟率低、含水量泽大，砂子在饱犹水状态箭下惠(刃含水量可蛮达凯1赖0物％肿)妥，如闷仍必按原配合比施宪工，则必然会客造成大面积返坦砂现象。汗5娱控制好脱模剂宣涂刷的质量扛寸桶首绍先绘沙，政在涂刷脱模剂氧前，应清理台是车模板上附着判的水泥等污物段，并对变形的表部位进行处理写，确保模板平楼整；其次，泊应抓好脱模剂揉的使用质量，夜严禁使用报废果的机油，由于晋脱模剂的粘度习与周围温度的鸽高低有关，温需度高，粘度就缺低；温度低，搭粘度就高。躺当气温较低时搂，附着在模板削上的机油较粘获，新拌混凝土榆结构面层的气笋泡一旦接触到些粘稠的机油，傅即使合理的振齿捣气泡也很难洗沿模板上升排谅出，直接导致逼混凝土结构表盼面出现蜂窝麻避面巷，这在冬季施衫工时情况尤为拐突出，我们施障工时，为了谜降低君这一廉温度救因素的影响，盯在新鲜机油中都加少量柴油，窃取得了较好的康效果。青6般籍做好养生工作隙耍砼脱模后，应革及时进行养生迈，正确及时的姑养护措施，可座极大减小裂缝较，尤其是干缩垂裂缝的产生框。疾对于二衬砼，绪养护时间及温指度应符合下列慎规定钉：恋1夜）采用硅酸盐奋水泥拌制的混羊凝土，其养护蛛时间不得少贼于甘7炮天；掺有外加拒剂或抗渗要求米的混凝土，不邪得少钉于当1扒4拖天冈。妹2锁）加覆盖物或往洒水。养护用爽水的温度应与速周围温度基本印相同惰；局3妄）要加强混凝滋土早期的养护萌工作朽。我们在养护康时，根据洞内临温度和湿度的半实际情况，僻作了适当的调睡整，从而贞取得了让人满假意的效果。茅7砖局部空洞赵的预防措施踪灌内二衬浇筑时，兄要保证二衬砼队的连续浇筑，纪中间不能间断私，如果由于某酸些不可抗拒的鲁因素确需中断倾，则要保证停嚷留时间浮不大于碍表效四的皮规定父竭喇情表四章：蠢就浇筑混凝土允胞许间歇时间哄（瞒mi荣n裂）否浇筑时气温虽t显(孝。报C)疑材乘昂发好料萄普通硅酸盐水逗泥唱矿渣火山灰硅胃酸盐水泥酿2予0个～转30事90钻120度1懂0螺～预20倒135捡180砖5施～拣10牌195侨—晚注：表中规定古的时间未考虑罚外加剂作用及燃其他特殊施工术和混凝土本身推温度的影响。弟4私糖外观缺陷处理剃措施驱4.1迫蜂窝麻面及气命泡的处理方裤法健拜4.充1.摘2汗拦麻面岔处理方法：将萄麻面部位用清观水刷洗，充分怨湿润后土用巾1并∶驾2晌水泥砂浆抹刷狮。倒4.姿1.渔3贡沉蜂窝雹处理伞方法：砼有小淘蜂窝，可先用猪水冲洗干净，傅然后净用缠1僻∶拳2北至油红1纽∶狡2.占5咬水泥砂浆修补境，如果是大蜂呜窝，则先将松膀动的石子和突眉出颗粒剔除，汉尽量形成喇叭糟口，外口大些闻，然后用清水脉冲洗干净湿润问，再用高一级猴的细石砼捣实悲，加强养护。源4.2墓柔气泡泛砂处理拌